KR20200092575A - Stt-mram에서의 결함 mtj 셀 스크린 방법 및 시스템 - Google Patents

Stt-mram에서의 결함 mtj 셀 스크린 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

결함 MTJ 셀 스크린 방법 및 시스템이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 결함 MTJ 셀 스크린 방법은, MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 단계; 상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계; 및 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

STT-MRAM에서의 결함 MTJ 셀 스크린 방법 및 시스템{Method and system for screening defective magnetic tunnel junction CELL IN Spin-Transfer Torque Magnetic Random Access Memory}
아래의 실시예들은 STT-MRAM에서 결함 셀을 스크린하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, MTJ 셀의 저항 변화량을 이용하여 결함 유무를 판단하는 기술이다.
최근 들어 STT-MRAM(Spin-Transfer Torque Magnetic Random Access Memory, 스핀전달토크 기반 메모리)은 DRAM(Dynamic Random-Access Memory) 및 SRAM(Static Random-Access Memory)를 대체하는 차세대 메모리로 각광받고 있다. 이에, 반도체 업체들은 잇따라 STT-MRAM에 대한 연구 및 개발을 진행하고 있으며, 임베디드 메모리 솔루션으로 STT-MRAM 개발을 진행 중에 있다.
이러한 STT-MRAM의 제품화가 성공하기 위해서는 결함 있는 MTJ 셀의 스크린(screen) 특성이 매우 중요한 바, 스크린 기술에 대한 연구 개발이 집중되고 있다.
기존의 스크린 기술은 정전류(Constant Current) 또는 전압(Voltage)을 이용하는 스트레스 방식을 이용하여 결함 MTJ 셀과 양호 MTJ 셀을 스크린한다. 그러나 기존의 스크린 기술은 결함 MTJ 셀과 양호 MTJ 셀 모두에 스트레스를 가하기 때문에, 양호 MTJ 셀에도 영향을 주어 열화시킬 수 있는 문제점과 정확한 스크린 결과를 얻기 위해 스트레스 조건을 결정하는 것이 어렵다는 단점을 갖는다.
따라서, 양호 MTJ 셀에 영향을 주지 않으며, 정확한 스크린 결과를 얻을 수 있는 기술이 요구된다.
일 실시예들은 MTJ 셀의 저항 변화량을 이용하여 결함 MTJ 셀을 스크린함으로써, 양호 MTJ 셀에 영향을 주지 않으며, 정확한 스크린 결과를 얻을 수 있는 결함 MTJ 셀 스크린 방법 및 시스템을 제안한다.
일 실시예에 따르면, 결함 MTJ 셀 스크린 방법은, MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 단계; 상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계; 및 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는, 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는, 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교하는 단계를 포함하고, 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하는 단계; 또는 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 단계는, 상기 MTJ 셀의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는, 상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 경우에 실행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단되는 경우, 상기 MTJ 셀을 여분의 MTJ 셀로 대체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 결함 MTJ 셀 스크린 시스템은, MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 판독부; 및 상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하고, 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 스크린부를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 스크린부는, 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 스크린부는, 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교한 뒤, 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하거나, 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 판독부는, 상기 MTJ 셀의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 동작하여, 상기 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
또 다른 일측에 따르면, 상기 스크린부는, 상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 경우에 작동하여, 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 방법은, 상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 단계; 상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 복수의 MTJ 셀들 중 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계; 및 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는, 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는, 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교하는 단계를 포함하고, 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하는 단계; 또는 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 단계는, 상기 복수의 MTJ 셀들의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 복수의 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는, 상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대해 실행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 시스템은, 상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 판독부; 및 상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 복수의 MTJ 셀들 중 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하고, 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 스크린부를 포함한다.
일 실시예들은 MTJ 셀의 저항 변화량을 이용하여 결함 MTJ 셀을 스크린함으로써, 양호 MTJ 셀에 영향을 주지 않으며, 정확한 스크린 결과를 얻을 수 있는 결함 MTJ 셀 스크린 방법 및 시스템을 제안할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 도 2에 도시된 단계(S230)를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 일 실시예에 따른 결합 MTJ 셀 스크린 방법의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7는 도 6에 도시된 단계(S630)를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 3은 도 2에 도시된 단계(S220)를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이고, 도 4는 도 2에 도시된 단계(S230)를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이며, 도 5는 일 실시예에 따른 결합 MTJ 셀 스크린 방법의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 시스템(100)은, 판독부(110) 및 스크린부(120)를 포함한다.
우선, 판독부(110)는 단계(S210)에서 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독한다. 특히, 판독부(110)는 MTJ 셀의 히든 타이밍(히든 타이밍은 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍으로서, 예컨대, 기록, 소거 등의 동작을 진행하지 않는 타이밍을 의미함)에서 단계(S210)를 수행할 수 있다. 이처럼, 판독부(110)가 단계(S210)를 히든 타이밍에서 수행함으로써, 후술되는 단계들(S220 내지 S230) 역시 히든 타이밍에서 수행되게 되며, 작동 타이밍에서 스크린하는 기존 기술에 비해 소모 전력이 줄어들 수 있다.
이어서, 스크린부(120)는 단계(S220)에서 저장 데이터의 판독 결과에 따라 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행한다. 보다 상세하게, 스크린부(120)는 단계(S210)에서, 기 설정된 기준값 대비 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지함으로써, MTJ 셀에 대한 스크린을 수행할 수 있다. 일반적인 MTJ 셀에서 스트레스 시간 증가에 따른 저항 변화는 도 4와 같이 나타나게 되며, 스트레스 시간 증가에 따른 저항 변화가 일정값 이상 큰 MTJ 셀은 잠재적인 결함 MTJ 셀이 될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 방법은 이러한 원리를 바탕으로, MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인지 여부를 판단하는 과정에서 MTJ 셀의 저항 변화량을 토대로 스크린을 수행할 수 있다. 이하, 결함 MTJ 셀은 현재 결함을 갖고 있는 MTJ 셀은 물론 잠재적으로 결함으로 갖게 될 가능성이 높은 MTJ 셀을 의미한다.
여기서, 기 설정된 기준값은 MTJ 셀에 어떠한 스트레스도 가해지지 않는 상태에서의 이상적인 값으로 설정될 수 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, MTJ 셀의 저항값과 보다 극적으로 대비될 수 있는 임의의 값으로 설정될 수 있다.
이 때, 스크린부(120)는 단계(S210)에서의 판독 결과 MTJ 셀의 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값(예컨대, [1]의 값)으로 판독되는 경우에 단계(S220)를 실행할 수 있다. 만약, 단계(S210)에서의 판독 결과 MTJ 셀의 저장 데이터가 저 저항 상태에 대응하는 값(예컨대, [0]의 값)으로 판독되는 경우에는 단계(S220)는 물론, 후술되는 단계(S230)가 실행되지 않고 스크린부(120)가 비활성되어 MTJ 셀 스크린 방법이 종료될 수 있다.
그 다음, 스크린부(120)는 단계(S230)에서 스크린을 수행한 결과에 기초하여 MTJ 셀의 결함 유무를 판단한다. 구체적으로, 스크린부(120)는 도 3과 같이 단계(S310)에서 기 설정된 기준값 대비 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교한 뒤, 비교 결과 기 설정된 기준값 대비 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우 단계(S320)와 같이 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하거나, 비교 결과 기 설정된 기준값 대비 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우 단계(S330)와 같이 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 결함 셀 판단 변화값은 결함이 있는 MTJ 셀들이 평균적으로 갖게 되는 기 설정된 기준값 대비 저항값의 변화량으로서, 실험적으로 그 값이 결정될 수 있다.
단계(S220 내지 S230)에 대해 보다 상세한 예를 들면, 결함 셀 판단 변화값이 기 설정된 기준값 대비 5%의 감소 변화값인 경우, 스크린부(120)가 감지한, 기 설정된 기준값인 저항값 100과 대비하여 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 6%의 감소 변화라면, 해당 MTJ 셀은 결함 MTJ 셀인 것으로 판단될 수 있다. 반면에, 스크린부(120)가 감지한, 기 설정된 기준값인 저항값 100과 대비하여 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 4%의 감소 변화라면, 해당 MTJ 셀은 결함 MTJ 셀이 아닌 양호 MTJ 셀인 것으로 판단될 수 있다.
단계(S230)에서 MTJ 셀의 결함 유무를 판단한 결과, MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단된다면, 스크린부(120)는 MTJ 셀을 여분의 MTJ 셀로 대체할 수 있다(미도시). 여기서, 여분의 MTJ 셀은 상술된 단계들(S210 내지 S230)를 통해 미리 스크린되어 결함 MTJ 셀이 아닌 양호 MTJ 셀인 것으로 판단된 것이 사용될 수 있다.
이상, 단일 MTJ 셀에 대한 스크린 방법에 대해 설명되었으나, 상기 방법은 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에도 적용될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 기재하기로 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 7는 도 6에 도시된 단계(S630)를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 5 내지 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 결함 MTJ 셀 스크린 시스템(500)은, 판독부(510) 및 스크린부(520)를 포함한다.
우선, 판독부(510)는 단계(S610)에서 STT-MRARM을 구성하는 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독한다. 구체적으로, 판독부(510)는 복수의 MTJ 셀들 중 제1 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하고 이어서 제2 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 것처럼, 복수의 MTJ 셀들 각각의 저장 데이터를 순차적으로 판독할 수 있다. 특히, 판독부(510)는 복수의 MTJ 셀들의 히든 타이밍(히든 타이밍은 복수의 MTJ 셀들이 작동하지 않는 타이밍으로서, 예컨대, 기록, 소거 등의 동작을 진행하지 않는 타이밍을 의미함)에서 단계(S610)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 판독부(510)는 복수의 MTJ 셀들 모두가 작동하지 않는 STT-MRAM의 히든 타이밍에서 단계(S610)를 수행할 수 있다. 다른 예를 들면, 판독부(510)는 복수의 MTJ 셀들 중 작동하는 일부 MTJ 셀들을 제외한 작동하지 않는 나머지 MTJ 셀들의 히든 타이밍에서 나머지 MTJ 셀들에 대해 단계(S610)를 수행하고, 작동하던 일부 MTJ 셀들이 작동하지 않게 되는 히든 타이밍에서 일부 MTJ 셀들에 대해 단계(S610)를 수행할 수 있다. 이처럼, 판독부(510)가 단계(S610)를 히든 타이밍에서 수행함으로써, 후술되는 단계들(S620 내지 S630) 역시 히든 타이밍에서 수행되게 되며, 작동 타이밍에서 스크린하는 기존 기술에 비해 소모 전력이 줄어들 수 있다.
이어서, 스크린부(520)는 단계(S620)에서 저장 데이터의 판독 결과에 따라 복수의 MTJ 셀들 중 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행한다. 보다 상세하게, 스크린부(520)는 단계(S610)에서, 기 설정된 기준값 대비 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지함으로써, 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행할 수 있다.
여기서, 기 설정된 기준값은 MTJ 셀에 어떠한 스트레스도 가해지지 않는 상태에서의 이상적인 값으로 설정될 수 있으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, MTJ 셀의 저항값과 보다 극적으로 대비될 수 있는 임의의 값으로 설정될 수 있다.
이 때, 스크린부(520)는 단계(S610)에서의 판독 결과 적어도 하나의 MTJ 셀의 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값(예컨대, [1]의 값)으로 판독되는 경우에 단계(S620)를 실행할 수 있다. 만약, 단계(S610)에서의 판독 결과 적어도 하나의 MTJ 셀의 저장 데이터가 저 저항 상태에 대응하는 값(예컨대, [0]의 값)으로 판독되는 경우에는 단계(S620)는 물론, 후술되는 단계(S630)가 실행되지 않고 스크린부(120)가 비활성되어 MTJ 셀 스크린 방법이 종료될 수 있다.
그 다음, 스크린부(520)는 단계(S630)에서 스크린을 수행한 결과에 기초하여 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단한다. 구체적으로, 스크린부(520)는 도 7과 같이 단계(S710)에서 기 설정된 기준값 대비 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교한 뒤, 비교 결과 기 설정된 기준값 대비 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우 단계(S720)와 같이 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하거나, 비교 결과 기 설정된 기준값 대비 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우 단계(S730)와 같이 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 결함 셀 판단 변화값은 결함이 있는 MTJ 셀들이 평균적으로 갖게 되는 기 설정된 기준값 대비 저항값의 변화량으로서, 실험적으로 그 값이 결정될 수 있다.
단계(S620 내지 S630)에 대해 보다 상세한 예를 들면, 결함 셀 판단 변화값이 기 설정된 기준값 대비 5%의 감소 변화값인 경우, 스크린부(120)가 감지한, 기 설정된 기준값인 저항값 100과 대비하여 제1 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 6%의 감소 변화라면, 제1 MTJ 셀은 결함 MTJ 셀인 것으로 판단될 수 있다. 반면에, 스크린부(120)가 감지한, 기 설정된 기준값인 저항값 100과 대비하여 제2 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 4%의 감소 변화라면, 제2 MTJ 셀은 결함 MTJ 셀이 아닌 양호 MTJ 셀인 것으로 판단될 수 있다.
단계(S630)에서 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단한 결과, 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단된다면, 스크린부(120)는 적어도 하나의 MTJ 셀을 여분의 MTJ 셀로 대체할 수 있다. 여기서, 여분의 MTJ 셀은 상술된 단계들(S610 내지 S630)를 통해 미리 스크린되어 결함 MTJ 셀이 아닌 양호 MTJ 셀인 것으로 판단된 것이 사용될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 단계;
    상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계; 및
    상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는,
    기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지하는 단계
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는,
    상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교하는 단계
    를 포함하고,
    상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하는 단계; 또는
    상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단하는 단계
    중 어느 하나의 단계를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 단계는,
    상기 MTJ 셀의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 수행되는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는,
    상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 경우에 실행되는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는,
    상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단되는 경우, 상기 MTJ 셀을 여분의 MTJ 셀로 대체하는 단계
    를 더 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  7. MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 판독부; 및
    상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하고, 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 스크린부
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스크린부는,
    기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지하는, 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스크린부는,
    상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교한 뒤,
    상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하거나, 상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단하는, 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 판독부는,
    상기 MTJ 셀의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 동작하여, 상기 MTJ 셀의 저장 데이터를 판독하는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 스크린부는,
    상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 경우에 작동하여, 상기 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
  12. 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 방법에 있어서,
    상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 단계;
    상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 복수의 MTJ 셀들 중 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계; 및
    상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는,
    기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 감지하는 단계
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 단계는,
    상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양을 결함 셀 판단 변화값과 비교하는 단계
    를 포함하고,
    상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 크거나 동일한 경우, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀인 것으로 판단하는 단계; 또는
    상기 비교 결과 상기 기 설정된 기준값 대비 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항값이 변화되는 양이 상기 결함 셀 판단 변화값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 MTJ 셀이 결함 MTJ 셀이 아닌 것으로 판단하는 단계
    중 어느 하나의 단계를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 단계는,
    상기 복수의 MTJ 셀들의 히든 타이밍-상기 히든 타이밍은 상기 복수의 MTJ 셀이 작동하지 않는 타이밍을 의미함-에서 수행되는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하는 단계는,
    상기 판독 결과 상기 저장 데이터가 고 저항 상태에 대응하는 값으로 판독되는 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대해 실행되는 것을 특징으로 하는 결함 MTJ 셀 스크린 방법.
  17. 복수의 MTJ 셀들로 구성되는 STT-MRAM에 대한 결함 MTJ 셀 스크린 시스템에 있어서,
    상기 복수의 MTJ 셀들에 대해 순차적으로 저장 데이터를 판독하는 판독부; 및
    상기 저장 데이터의 판독 결과에 따라 상기 복수의 MTJ 셀들 중 적어도 하나의 MTJ 셀의 저항 변화량을 감지하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀에 대한 스크린을 수행하고, 상기 스크린을 수행한 결과에 기초하여 상기 적어도 하나의 MTJ 셀의 결함 유무를 판단하는 스크린부
    를 포함하는 결함 MTJ 셀 스크린 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100900131B1 (ko) * 2007-12-21 2009-06-01 주식회사 하이닉스반도체 상 변화 메모리 장치 및 그 테스트 장치
KR101447819B1 (ko) * 2013-05-08 2014-10-10 한양대학교 산학협력단 마그네틱 메모리의 테스트 방법
KR20150144550A (ko) * 2014-06-17 2015-12-28 삼성전자주식회사 온-칩 저항 측정 회로 및 이를 포함하는 저항성 메모리 장치

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